Конструирование калибров

Некоторые элементы калибров простой формы являются общими для всех типов калибров.

Зазор между валками (буртами валков), . Под действием усилий со стороны прокатываемого металла расстояние между валками увеличивается за счет выборки зазоров в деталях клети и упругой деформации клети. При этом высота калибра увеличится. Поэтому чертеж калибра должен отображать его форму и размеры в момент прокатки полосы, то есть вместе с зазором (рисунок 5.1).

Зазор позволяет при прокатке изменять высоту калибра, тем самым изменять профиль прокатываемого металла. При большом зазоре зона контакта металла и валков мала, контур калибра получается незамкнутым, поэтому ухудшается исполнение размеров и формы проката. По этой причине зазоры в чистовых калибрах должны быть минимальными.

Величина зазора принимается в долях от номинального диаметра валков (таблица 1.2.) или высоты калибра (высоты полосы ).

Таблица 1.2. Минимальные зазоры между буртами валков

Группа клетей мелкосортной (среднесортной) и проволочной линии стана 350	№клетей	, мм
Черновая группа
I промежуточная
II промежуточная
Чистовая
Чистовой блок

 

 

а) б)

в) г)

 

 

Рисунок 1.9. Схема построения и типовые элементы калибра: а – геометрическая фигура образующая калибр и контуры поверхностей пары гладких валков (здесь контуры представляют собой две сплошные тонкие линии); б – ручьи валков с закруглениями; в – положение и размеры прокатываемой полосы; г – окончательная схема калибра.

 

Ширина калибра представляет собой горизонтальный, относительно оси валка, характерный размер (далее горизонтальность и вертикальность будут подразумеваться относительно оси валка) геометрической фигуры образующей калибр (рисунок 1.9.).

Высота калибра - характерный вертикальный размер геометрической фигуры образующей калибр (рисунок 1.9.).

Ширина вреза калибра - это ширина геометрической фигуры образующей калибр на уровне пересечения с линией бурта валка (рисунок 1.9.).

Глубина вреза калибра - это расстояние от бурта валка до нижней точки калибра (рисунок 1.9.).

Радиусы закруглений по дну калибра и по буртам выражают обычно в долях высоты калибра. Закруглениями выполняется плавный переход в местах резкого изменения контура калибра либо на границе бурт-калибр (рисунок 1.9.). Закругления необходимы для снижения концентраций напряжений в элементах валка.

Ширина бурта между калибрами (торцевого бурта)– горизонтальный размер не проточенной части бочки валка между соседними калибрами (между последним калибром и краем рабочей поверхности валка).

Ширина бурта между калибрами:

. (1.3)

Ширина торцевого бурта:

, (1.4)

где - длина бочки валка (приложение 1)

- число ручьев на бочке валка;

, (1.5)

В выражении (1.4) варьируются две величины: . Полученное значение должно удовлетворять условию (1.5). Таким образом, помимо нахождения размеров буртов, осуществляется подбор числа ручьев на бочке .

Выпуск калибра. Для обеспечения свободного выхода полосы из валков без защемления, ширина ручья должна увеличиваться от дна к центру калибра. Поэтому боковые стенки калибра делаются наклонными по отношению к контуру геометрической фигуры образующей калибр. Тангенс угла наклона называется выпуском калибра. Иногда выпуск калибра выражают в процентах.

Высота полосы - вертикальный характерный размер выходящей из валков полосы.

Ширина полосы - горизонтальный характерный размер выходящей из валков полосы.

Притупление полосы у разъема калибра (рисунок 1.9) показывает вертикальный размер свободной от контакта с валками части прокатываемой полосы.

Ширина и притупление полосы являются дополнительными геометрически наглядными параметрами, описывающими важную характеристику прокатки в калибрах - степень заполнения калибра металлом . Степень заполнения определяется по формуле:

. (1.6)

Хотя более точно определяют следующим образом:

, (1.7)

где - площадь поперечного сечения выходящей полосы;

- площадь геометрической фигуры, образующей калибр.

Критерием устойчивости прокатываемой в калибре (задаваемой в следующий калибр) полосы является отношение ширины полосы к высоте полосы:

. (1.8)

Иногда пользуются сходной характеристикой калибра:

. (1.9)

Очевидно, что если высота калибра и высота полосы равны (в большинстве случаев это так), то критерий в раз меньше .

Некоторые элементы калибров простой формы являются присущими только конкретным типам калибров.

Ниже приводятся основные формулы и соотношения для определения размеров калибра. Некоторые размеры можно определить построением. В этих случаях расчетные соотношения даны в качестве проверочных.

Размеры полосы до и после деформации в калибре считаются известными из расчетов формоизменения (разделы 2.2. и 3.2.). Степень заполнения калибра металлом и критерий принимаются согласно рекомендациям.

Ниже представленные формулы для расчетов площадей калибров и полос выведены без учета закруглений калибров, но с учетом притуплений полос.